- La Houille Blanche

Energie marémotrice et environnement aquatique
Ch. Rétière
Laboratoire maritime -Muséum d'histoire naturelle -Dinard
Le bassin de La Rance sur la côte nord de Bretagne constitue l'unique site où aété évalué en vraie
grandeur et après 20 années de fonctionnement l'impact écologique d'un aménagement marémoteur.
La
période d'isolement de l'estuaire durant la construction fut particulièrement dommageable pour l'envi-
ronnement. Progressivement, après la mise en service, uneflore
et une faune, de plus en plus diversifiées,
se sont établies. Leurs
modes de répartition, de groupements en unités cénotiques et la nature des relations
qu'elles entretiennent entre elles, témoignent, àdes degrés divers, d'un ajustement biologique
aux
nouvelles conditions environnementales. L'ouvrage marémoteur dont la perméabilité biologique a permis
la recolonisation du bassin laisse également passer, àtravers vannes et turbines, les organismes
migrateurs.
Le nouvel équilibre écologique, instauré au terme d'une dizaine d'années, demeure cependant
fragile; lié àla stabilité des conditions abiotiques, il dépend pour une large part du mode d'exploitation
de l'usine.
1. Introduction
L'idée d'exploiter l'énergie des marées est fort ancienne.
Dès
le Il esiècle on utilisait des moulins àmarées sur les
côtes atlantiques de France,
d'Espagne et de Grande-
Bretagne. L'énergie récupérée suffisait àfaire marcher des
pompes et àmoudre le blé.
De nos
jours pour songer raisonnablement àexploiter ce
type d'énergie la condition première est de disposer de sites
où l'amplitude de la marée est forte; àl'échelle planétaire
ils
sont au nombre d'une vingtaine soumis àun marnage
qui avoisine ou dépasse 10 mètres.
Aussi des projets marémoteurs se sont-ils faits
jour à
travers
le monde: golfe de Gambay en Inde, baie de
Garolim en Corée
du Sud, baie de Fundy au Canada,
estuaire de La Severn en Grande-Bretagne...
Devant l'ampleur des aménagements envisagés, certains
chercheurs
ont tenté d'en prévoir les effets sur l'environ-
nement marin
(MARTIN, 1970; GORDON et LONGHURST,
1979; SHAW, 1980; LARSEN et TOPINKA, 1984... ). Mais à
cet égard le bassin de La Rance, sur les côtes armoricaines
de La Manche, constitue l'unique site
où peut être évalué
en vraie
grandeur et au terme de vingt années de fonc-
tionnement l'impact écologique
d'un aménagement maré-
moteur.
Tidal power and the aquatic environment
The Rance basin on 'the northern coast of Brittany is the only site where afull-scale evaluation
of the ecological impact of atidal power scheme has been made, after 20 years of operation.
The
period of isolation of the estuary during the construction phase was particularly damaging
for the environment. Gradually, after the scheme was put into service, an increasingly diverse
flora
and fauna became established. The patterns of distribution of this flora and fauna, their
groupings into cenotic units
and the nature of their inter-relationships, indicate avariable degree
of biological adjustment to the new environmental conditions. The tidal power scheme, whose
biological permeability has enabled re-colonisation
of the basin to take place, also allows
migra tory organisms to pass via sluice gates and turbines. Ho wever, the new ecological
equilibrium established in the space
of 10 years remainsfragile and, being linked to the stability
of abiotic conditions, depends to alarge extent on the operating conditions of the tidal power
scheme.
LA HOUILLE BLANCHE/N" 2-1989
Article published by SHF and available at http://www.shf-lhb.org or http://dx.doi.org/10.1051/lhb/1989009

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RÉTIÈRE
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1. Le golfe normand-breton et l'estuaire de la Rance.
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BASIN
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GATE DAM
2. Le barrage et l'usine marémotrice.
Lock :Ecluse/24 Unit Power Plant: Usine proprement dite avec ses 24 groupes «bulbe »/Movable 6 Gate Dam: Barrage mobile formé
de 6vannes/Sea : Mer/Basin: Bassin.
LA HOUILLE BLANCHE/N° 2-1989

ENERGIE MARÉMOTRICE ET ENVIRONNEMENT AQUATIQUE
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DOUBLE ACTION
3. Courbes de marée comparées avec les variations de niveau du plan d'eau àl'intérieur du bassin (simple et double effets). (D'aprés Electricité
de France.)
With pumping: avec pompage/Phases: phases/Hours: heures/Filling: remplissage/Waiting time: allente/Pumping: pompage/Turbine
action: turbinage/Emptying: vidage/Basin Ievel: niveau bassin/Sea level: niveau mer/Double action: double effet/Single action at
drainage: simple effet au vidage.
Parmi les mers du nord-ouest de l'Europe, La Manche
se singularise par le caractère mégatidal de ses marées,
spécialement dans sa partie
occidentale: l'amplitude en
vive-eau d'équinoxe
atteint 15,50 men Baie du Mont
Saint-Michel et 13,50 m à l'embouchure de La Rance.
La Rance est une rivière modeste, longue de 100 km
environ, àfaible débit
(7 m3/sec. en moyenne). L'estuaire
qui
sur le plan morphologique se présente comme une
succession de goulets étroits et
de larges bassins, s'étend sur
une vingtaine de kilomètres.
C'est au débouché de ce petit fleuve entre les villes de
Dinard et Saint-Malo que fut établie l'usine marémotrice.
Débutée en 1963 sa construction, achevée en 1966, aboutit
àla création d'un réservoir de 184 millions de m3utiles
occupant une surface de 2200 hectares àla cote +13,50 m
(fig· 1).
2. L'ouvrage marémoteur
D'une longueur de 750 m il est ancré sur des fonds grani-
tiques à
13 mau-dessous du 0des cartes marines. Suppor-
tant une route àgrande circulation il comprend d'ouest en
est, une écluse, l'usine
proprement dite avec ses 24 groupes
bulbes, une digue morte et enfin un barrage mobile large
de
115 mformé de 6vannes qui peuvent assurer le passage
d'un débit total de 9600 m3/sec. sous une dénivellation de
5mètres (fig. 2).
Chaque groupe bulbe inclut, outre un alternateur de
10 MW, une turbine horizontale à 4 pales tournant à
94
tours/minute et capable d'absorber un débit de
275 m3/sec. Grâce àces bulbes qui autorisent le turbinage
dans les deux sens d'écoulement de l'eau, l'énergie peut être
produite tant au remplissage qu'au vidage du bassin: ce
type de fonctionnement est qualifié de cycle à
double effet
(fig.
3).
Ala lumière de cette description très sommaire de l'ou-
vrage
il apparaît clairement que les échanges d'eau se
réalisent àtravers l'ensemble «turbines +
vannes» de la
mer vers
le bassin et par l'intermédiaire des seules turbines
en sens
1I1verse.
3. Les effets sur l'environnement
De ce point de vue il convient de distinguer les consé-
quences de la
construction de l'ouvrage de celles dues au
fonctionnement de l'usine.
3.J. Les effets
de la construction
La
construction fut réalisée àsec àl'intérieur de trois
enceintes de
batardeaux. Al'exception de vidanges bi-
hebdomadaires de faible amplitude (1 m), àcaractère sani-
taire, l'estuaire fut isolé de la mer ouverte
durant trois
années, de 1963 à1966
(ROUVILLOIS, 1967).
Pendant toute cette période le niveau du plan d'eau fut
stabilisé àla cote +8,50 m.
Il s'ensuivit d'importantes
fluctuations de la salinité des eaux du bassin dont les
valeurs
s'abaissèrent jusqu'à 10%0 àproximité du barrage
et un accroissement considérable du taux de sédimentation
des particules fines. La
transformation d'un estuaire àfort
marnage en un bassin àniveau constant provoqua la
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CH. RÉTIÈRE
4. Extension des zones estuariennes avant (A) et après (B) la
construction du barrage. (D'après RÉTIÉRE et RICHARD, 1980).
Marine waters: eaux marines.
Brackish waters: eaux estuariennes.
5. Modifications sédimentaires. (D'après RÉTlÉRE et RICHARD,
1980.)
A : fonds érodés. B : cailloutis localement ennoyés dans des sables
grossiers. C : banc de sable déplacé.
D: zones de dépôt de sédi-
ments
fins. E: sables propres hétérogénes. F: dépôts vaseux.
o marine waters
_ brackish waters
R
SEDIMENTARY
MODIFICATIONS
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E!Sl E
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3.2. Les effets du fonctionnement sur le milieu
disparition quasi totale de la flore et de la faune marines;
en contrepartie quelques populations d'espèces d'inverté-
brés et de poissons très euryèces se développèrent
abon-
damment.
Les contraintes d'exploitation de l'usine impriment aux
eaux
du bassin un régime «de marée »bien particulier. Il
se démarque de celui observé en mer ouverte par la réduc-
tion
du marnage qui oscille entre 4et 5,50 mselon que les
bulbes turbinent
ou non dans les deux sens d'écoulement
des eaux,
par la remontée du niveau moyen (2,50 menvi-
ron)
et la durée d'immobilisation des masses d'eau spécia-
lement longue
aux niveaux hauts.
La réduction
du marnage a pour corollaire celle de la
superficie
du domaine intertidal. Evaluée, avant l'aména-
gement et
en marée de vive-eau, à70 %de la surface totale
du bassin, la zone découvrante n'en représente plus aujour-
d'hui que
50 % dans le cas d'un fonctionnement normal
(simple effet en vive-eau
et double effet en morte-eau).
Avant l'aménagement La Rance correspondait du point
de vue hydrologique àune ria àstratification haline peu
marquée
le long de laquelle les auteurs reconnaissaient un
secteur aval maritime suivi de deux sections, la première à
salinité forte caractérisée
par deux régimes saisonniers
relayée
par une seconde àsalinité faible (FISCHER, 1929,
1931,1933;
MARIE, 1938; PRIOU, 1947). Aujourd'hui deux
parties seulement peuvent être individualisées,
le réservoir
marin
dont la salinité des eaux de fond reste supérieure à
30 %0, et le véritable estuaire en amont (RÉTIÈRE 1979;
RÉTIÈRE et RICHARD, 1980). La création d'un bassin aux
variations de niveaux
d'amplitude modeste aentraîné le
recul et la réduction de la superficie de la zone estuarienne
et atténué les fluctuations saisonnières de la salinité des
eaux (fig.
4).
Les violents courants de vannage et de turbinage ont
modifié la distribution des sédiments dont l'origine, la
nature, la texture et la répartition avaient été bien étudiées
entre 1954
et 1959 (BERTHOIS et BERTHOIS, 1954 et 1955;
BOURCART et ROA MORALES, 1957; BOURCART, 1959). En
effet dès
1971 RÈTIÈRE constate qu'à proximité du barrage
certains fonds
ont été érodés, des bancs de sable déplacés
et
que des sédiments «ventilés » ont plus ou moins recou-
vert les fonds de cailloutis qui occupent
le lit de La Rance
dans sa partie avale (RÉTIÈRE, 1979). Alors que l'intensité
de l'hydrodynamisme a
surtout remanié la distribution des
sédiments grossiers, les longues durées d'étale
ont au
contraire favorisé le dépôt des particules fines dans les
anses
et les baies (RÉTIÈRE et RICHARD, 1981). Cependant
le bilan sédimentaire semble traduire une évolution natu-
relle de l'estuaire probablement liée àl'absence de réservoir
important de matériel en suspension dans les eaux côtières
près de ('embouchure de La Rance (HAN, 1982). Ces chan-
gements,
d'ampleur somme toute limitée (L.C.H.F., 1982)
se sont d'ailleurs plus nettement manifestés au cours des
premières années qui
ont suivi la mise en service de l'ou-
vrage (fig.
5).
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o Pelvelia canaliculata
B:barrage
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o- __ littorino littorolis
___._.Gibbulo umbilicalis
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Il
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6. Distribution verticale de 5espèces d'algues brunes (Ascophyllul1l nodosum, Fucus vesiculosus, Fucus serratus, Fucus ~piralis et Pelvetia
canaliculata) et
de trois espèces de mollusques gastèropodes (Lil/orina saxatilis, Lil/orina Iil/oralis, Gibbula umbilicalis) en aval et en amont
du barrage jusqu'à l'écluse du Chatelier. (D'aprés LANG, 1986.)
3.3. Les conséquences écologiques du fOllctiollllement Distribution des espèces des substrats durs de « l'inter
niveaux»
3.3.1. Distribution des espèces et des communautés
En préalable àl'exposé des résultats concernant la distri-
bution des espèces, la structure des communautés et les
modalités de leur installation,
il convient au travers des
données relatives àcertains groupes zoologiques invento-
riés avec une particulière
attention ou ayant fait l'objet de
recherches àcaractère écologique de souligner la richesse
spécifique
du bassin après 20 années de fonctionnement de
l'usine. Ainsi ne'
dénombre-t-on pas moins de 110 espèces
d'annélides polychètes (RÉTIÈRE, 1979; LECHAPT, 1983;
LA G, 1986),47 espèces de crustacés décapodes - contre
44 avant l'implantation du barrage -(LE CALVEZ, 1986)
et environ 70 espéces de poissons
constituant des peuple-
ments
dont la composition et la diversité sont comparables
àcelles de leurs homologues de Manche occidentale (LE
MAO, 1985). Nous illustrerons les types de répartition des
espèces
sur Ics deux exemples de la faune des substrats durs
de la zone artificiellement découvrante qualifiée « d'inter
niveaux» et de celle peuplant les fonds meubles non exon-
dables.
Récemment
LA Ga montré (1986) que les végétaux qui
marquent la zonation du domaine intertidal sont présents
dans le bassin (Lichens, Fucales, Laminaires); toutefois
leur extension verticale reste limitée (5 à6mètres
au lieu
de 13). Les algues qui
occupent le long du littoral les
niveaux bas de la zone de
balancement des marées voient
leur limite supérieure de répartition
remonter considéra-
blement
dans le bassin. li en est d'ailleurs de même pour
les invertébrés (gastéropodes principalement) vivant
normalement parmi ces algues. La succession des niveaux
supérieurs atteints
par l'ensemble des organismes étudiés
pourrait laisser croire àleur étagement. Pourtant dès lors
que l'on prend en compte l'amplitude totale de leur distri-
bution verticale il n'est plus possible de reconnaître une
réelle
zonation (fig. 6). Cette apparente dualité trouve son
explication
dans l'analyse comparée des rythmes de varia-
tions
du niveau du plan d'eau du bassin et des hautes et
basses mers àl'extérieur dc l'estuaire. De fait, dans le
bassin les variations des niveaux hauts et bas, irrégulières,
souvent hachées et susceptibles d'amples fluctuations d'un
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